飛越冥王星，美國航天局新地平線號探測器的下一步是什么

圖：2015年7月，航天局“新地平線號”探測器飛越冥王星時拍攝的冥王星照片。

七年前，航天局的“新地平線號”探測器飛越了冥王星?，F(xiàn)在，仍有新的任務(wù)等待新地平線號完成。

盡管已經(jīng)超齡服役，但是，新地平線號仍在執(zhí)行任務(wù)。此刻，他正飛向海王星軌道外的柯伊伯帶小行星群，探測這片廣闊世界中小型的古老冰體行星。

2006年1月，航天局發(fā)射“新地平線”號探測器，并于2015年夏天抵達冥王星附近，開啟了探測冥王星及其衛(wèi)星的任務(wù)。2015年7月14日，新地平線號飛越了暗淡的冥王星，結(jié)束了此次探測冥王星的任務(wù)。此次探測任務(wù)揭示了冥王星豐富多樣的世界，通過新地平線號發(fā)回的信息，我們了解到冥王星表面布滿冰水狀的山體以及大量來自外界的氮冰，

盡管已經(jīng)飛向深空，但是這一核動力探測器新地平線號仍然時刻關(guān)注著冥王星。

原始目標(biāo)體

2019年1月1日，新地平線號飛躍了柯伊伯帶帶的小型天體“天空”（Arrokoth）?！疤炜铡笔?014年新地平線號團隊用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的一顆小型天體，它是使用太空望遠(yuǎn)鏡探測以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最遠(yuǎn)最原始的天體目標(biāo)。

而它也是另一個新地平線號飛越的天體。

6月，在航天局地外行星評估團隊會議上，來自科羅拉德西南研究所，同時也是新地平線號首席研究員阿蘭.斯特恩表示，太空望遠(yuǎn)鏡以及科學(xué)的有效荷載都處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。新地平線號探測器的壽命取決于其自身的核動力燃料供給情況。當(dāng)前，這一燃料能夠有效維持新地平線號探測器的飛行直到2040年。

此外，航天局近期批準(zhǔn)了新地平線號另一項延申任務(wù)，因此，這一航天器將繼續(xù)運行到2025年。

“我很高興能夠獲得第二項延申任務(wù)。”斯特恩告訴space網(wǎng)站工作人員。他補充道，航天局將于2025年的財政年和新地平線號團隊討論經(jīng)費預(yù)算問題。

主要行動項目

當(dāng)前，新地平線號日程上主要有三項主要行動，并收到航天局支持。斯特恩說到：“其中一項主要是尋找下一個飛越目標(biāo)，以及找到更多柯伊伯帶上可研究的遠(yuǎn)距離天體?！?/p>

值得一提的是，新地平線號仍在傳送2019年飛越“天空”天體時收集到的數(shù)據(jù)。

斯特恩說到：“我們之所以收到延遲信息，主要是因為更新了深空網(wǎng)絡(luò)。他們拿掉了天線，其中一根天線則掉線了約一年時間。我們現(xiàn)在基本上已經(jīng)接收了約90%的數(shù)據(jù)了，但是我們還是想要新地平線號收集到的所有數(shù)據(jù)，而這需要一些時間。因此，這也是一項非常有意義的事情。”

之后，新地平線號延申任務(wù)的中心便是來自觀測不同領(lǐng)域的多樣性。

斯特恩補充道：“當(dāng)新地平線號飛越柯伊伯帶時，我們將開展覆蓋所有太空科學(xué)領(lǐng)域的跨領(lǐng)域研究任務(wù)，包括天文物理學(xué)、行星科學(xué)以及太陽物理學(xué)等，我們將用航天器做一些只有航天器才能做到的事情。從來沒有過這樣的事情。。。。。。我們準(zhǔn)備把新地平線號當(dāng)作天文臺，以此開展三項不同目的的空間科學(xué)任務(wù)?！?/p>

比如，在太陽物理學(xué)領(lǐng)域，新地平線號將側(cè)重于拾取離子。這些帶電粒子主宰著太陽外層的壓力，也就是巨大的磁場泡泡，以及太陽周圍的粒子，并且控制著充滿星際介質(zhì)的邊界區(qū)域。

在天體物理學(xué)領(lǐng)域，新地平線號將研究宇宙光學(xué)以及紫外線背景，從而獲取更美妙的視野，而非被灰塵遮蔽或者其他受其他太陽系內(nèi)部區(qū)域散射的光影響的視野。當(dāng)前，新地平線號已經(jīng)輸出了有關(guān)這些背景環(huán)境的最靈敏的測量值，“蘊含著宇宙學(xué)最深層的奧義”斯特恩指出。

而在行星科學(xué)領(lǐng)域，探測器計劃用于研究處于高相位角處的天王星和海王星，揭示出這些行星之間重要的能量平衡。

斯特恩說到：“以前從沒有形成真正意義上的跨領(lǐng)域領(lǐng)域，而現(xiàn)在，這成了新地平線號未來3年的延伸任務(wù)?！?/p>

機器學(xué)習(xí)

新地平線號團隊也計劃爭取地面天文望遠(yuǎn)鏡，例如凱奇和斯巴魯天文望遠(yuǎn)鏡的使用時間，從而在探測器經(jīng)過柯伊伯帶時，發(fā)現(xiàn)新的小型天體來研究。斯特恩說到：“或者，如果我們足夠幸運，在經(jīng)過其中一顆天體時，我們或許能夠獲取這顆天體?！?/p>

新地平線號團隊正使用機器學(xué)習(xí)來搜尋新的柯伊伯帶上的天體。斯特恩說道：“從結(jié)果來看，機器學(xué)習(xí)的方法速度更快，更準(zhǔn)確并且也更可靠。與人力偵查相比，機器學(xué)習(xí)能夠更好的發(fā)現(xiàn)更多的柯伊伯帶的天體，因此，這一方法的運用是一個突破，幫我們節(jié)約了很多的時間，并且能夠產(chǎn)出更好的結(jié)果?！?/p>

地面觀測表明，柯伊伯帶的天體具有不同的類別，并且形成了不同的顏色和構(gòu)成成分?！皬亩?，我們可以知道柯伊伯帶的天體具有異質(zhì)性。如果從其周圍二次飛越，我們或許無法獲得完全一樣的結(jié)果?？赡芪覀儠@得一個與“天空”完全不一樣的天體物質(zhì)?！?/p>

劃分街區(qū)

科學(xué)家通過研究柯伊伯帶的天體物質(zhì)，了解有關(guān)星子的知識。星子是被認(rèn)為存在于原行星盤和碎片盤中的行星的組成部分。

飛越“天空”天體有了突破性結(jié)果。斯特恩說到：“從分析結(jié)果來看，我們至少了解到一些行星天體是經(jīng)過一些溫和的星云分裂現(xiàn)象形成的。新地平線號團隊或許更愿意去研究另一項關(guān)于柯伊伯帶天體的現(xiàn)象，從而了解這一天體的形成與演化是否與“天空”的觀測結(jié)果一致?！?/p>

斯特恩在介紹新地平線號及其第二次延申任務(wù)時說到：““我們正在把它變成一臺有利于天體物理學(xué)和太陽物理學(xué)、行星科學(xué)的機器。這三門學(xué)科在科學(xué)領(lǐng)域都是平等的合作伙伴，而這次是首次將他們結(jié)合起來開展研究?！?/p>

BY: Leonard David

FY: 秋

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